应用热脉冲法确定土壤热参数的可行性研究

李 婷

(镇江市工程勘测设计研究院，江苏镇江 212000)



应用热脉冲法确定土壤热参数的可行性研究

李 婷

(镇江市工程勘测设计研究院，江苏镇江 212000)

摘要利用自行研制的土壤热特性试验系统，测定了4种质地的土壤热特性，计算了不同质地土壤在不同含水率情况下的热扩散率，并与热传导方程解析解法计算的热扩散率进行比较。结果表明，利用热脉冲方法计算的热扩散率比解析解法计算的热扩散率值略微偏大。但是，利用2种方法计算所得到的土壤温度剖面相差不大，相对误差均小于5%。由此可见，利用热脉冲方法确定土壤热扩散率是可行的。

关键词土壤热参数；热脉冲；土壤质地

土壤热性质是决定土壤热状况的内在因素，研究土壤热和温度的变化规律以及调节土壤热状况时必须了解土壤热性质。尤其是，随着数值模型广泛被应用于模拟土壤热状况，准确估计土壤热参数已成为目前研究的热点，同时也成为利用数值模拟分析土壤热状况的基础和前提。国内外学者采用不同的方法对土壤热性质进行测定，分析了土壤热性质与含水量、容重的关系[1-7]。

热脉冲技术与传统测定热性质的方法相比优点较多，测量方便、省时。自热脉冲方法提出以来,其技术方面在不断改进和更新,理论研究也逐渐深入,并且在土壤水分的测定方面得到了较多应用。受经济力量和技术等所限,热脉冲技术在我国的应用还十分有限。笔者利用自制加热探针，应用热脉冲方法对温度变化方程直接求导，计算出热扩散率，将热脉冲法测得的热传递参数与热传导方程计算的土壤热性质进行比较，以确定热脉冲法测定土壤热性质方法的可行性。……